79. Энтропийная оценка погрешностей средств измерений.

В метрологии энтропийным значениям погрешности измерения принято считать наибольшую величину погрешности при равномерном законе ее распределения, которая вносит такое же дезинформационное действие, как и погрешность с любым другим законом распределения плотности вероятности. В общем виде зависимость между энтропийным значением и значением СКО погрешности может быть представлена в виде , где – энтропийный коэффициент, который зависит от вида закона распределения погрешностей.

Некоторые метрологи в области радиотехнических измерений считают энтропийную погрешность более точной и отвечающей современному информационному подходу к характеристике процесса измерения физических величин. Информационный подход позволяет с единых позиций анализировать измерительные устройства как в статическом, так и в динамическом режимах работы, оптимизировать технические характеристики о оценить предельные возможности тех или иных СИ.

Однако классические методы оценки погрешности измерения также имеют свои преимущества и поэтому в основном и применяются.

80. Измерение осциллографом частоты сигнала.

Измерение частоты с помощью осциллографа было весьма распространенным до внедрения в практику измерений ЦЧ. Известны самые разнообразные методики измерения частоты, но в настоящее время применяются только две модификации метода сравнения: метод интерференционных фигур и метод круговой развертки. В обоих случаях осциллограф выполняет функции индикатора равенства или кратности измеряемой (f_x) и образцовой (f₀) частот и погрешности в результат измерения f_x практически не вносит.

Метод интерференционных фигур

При подаче на входы Y и X двух синхронных синусоидальных напряжений луч на экране ЭЛТ совершает сложное движение, и траектория луча воспринимается нами как неподвижная интерференционная фигура (фигура Лиссажу). Вид ее зависит от кратности f_x / f₀, соотношения амплитуд напряжений и фазового сдвига между ними. Полагая равными амплитуды напряжений (обеспечивается регулировкой усиления в УВО и УГО), приведем примеры интерференционных фигур для различных значений f_x / f₀ и φ (таблица 6.3).

Таблица 6.3 – Примеры интерференционных фигур

φ fx / f0
1
2
3

Из таблицы 6.3 видно, что, независимо от значения φ, для определения f_x / f₀ может быть рекомендовано следующее правило. Через изображение фигуры мысленно проводятся вертикальная и горизонтальная линии так, чтобы они не пересекались с узлами фигуры (сплошные линии в таблице 6.3). Числа пересечений вертикальной линии с линиями фигуры ( ) и горизонтальной линии связаны с f₀ и f_x соотношением (6.10)

откуда по результатам подсчета и и измерения f₀ легко находится искомое значение f_x. Если линии будут пересекаться с узлами фигуры (пунктирные линии в таблице 6.3), то кратность f_x / f₀ будет определена неправильно. Чем сложнее фигура, тем затруднительнее становится применять рассмотренное правило. Поэтому при практических измерениях нужно всегда стремиться к простейшему виду фигуры – эллипсу, когда f_x = f₀ Однако чем выше f_x тем труднее получить неподвижное изображение эллипса из-за нестабильности f₀.

Метод круговой развертки

Круговую развертку целесообразно применять при f_x / f₀,>>1, что расширяет возможности измерения больших f_x. Она создается напряжением частоты f₀, а напряжение частоты f_x подается на вход Z. Изменяя f₀, добиваются получения на экране ЭЛТ неподвижного изображения, представляющего собой яркие отрезки окружности чередующиеся с темными промежутками. Число этих отрезков (или темных промежутков) однозначно определяет f_x / f₀. Нестабильность f_x будет проявляться во вращении всей фигуры.

Этим методом можно измерять и частоту следования импульсов. Однако при дробно-рациональном отношении частот (например, 3/2) результаты измерений могут оказаться неоднозначными. Поэтому такие измерения следует проводить только с импульсами отрицательной полярности. Они создают разрывы на изображении окружности, которые при дробном отношении частот не наблюдаются (разрывы, полученные при первом обороте луча, будут засвечены при последующих оборотах).